Doğal lif örnekleri. Tekstil elyafları
Tekstil liflerinin sınıflandırılması
Lif - iplik ve tekstil ürünlerinin imalatına uygun, küçük enine boyutlara, sınırlı uzunluğa sahip, uzatılmış, esnek ve dayanıklı bir gövdedir.
Doğal lifler doğada doğrudan insan müdahalesi olmadan oluşur. Bitkisel, hayvansal ve mineral kökenli olabilir.
İLE kimyasal Bunlar arasında fabrikada doğal veya sentetik polimerlerden şekillendirilerek üretilen iplikler ve lifler yer alır.
Doğal lifler
Bitki kökenli doğal lifler, bitkideki konumlarına bağlı olarak ikiye ayrılır:
Tohumlar (pamuk tohumlarından elde edilen) – pamuk;
Sak (kök) - keten, kenevir, jüt, kenaf, ip, rami vb.;
Yapraklı (bitki yapraklarından elde edilir) – Manila keneviri, sisal vb.;
Meyve (hindistan cevizi kabuklarından elde edilir) - hindistan cevizi lifleri (hindistancevizi lifi).
Pamuk pamuk bitkisinin tohumlarının yüzeyinde yetişen liflere denir.
Pamuk lifi türüne göre orta lif - 30...35 mm uzunluğunda (en verimli) ve ince lif - 35...50 mm uzunluğunda ince liflere ayrılır.
Pamuk lifi (Şekil 2.2) boru şeklinde bir yapıya sahiptir. Olgunlaştıkça elyafın uzunluğu ve şekli (kıvrım) ile dış ve iç çap arasındaki oran değişir. Duvar kalınlığı ve lif kıvrımı olgunluk derecesine bağlıdır ( Z), dış ( oranıyla belirlenir) D) ve dahili ( D) elyaf çapları: Z Gün/gün. 2,5...3,5 olgunluk derecesine sahip pamuk liflerinin tekstil malzemelerinin üretimi için en uygun olduğu düşünülmektedir.
Tekstil malzemelerinin üretimi için aşağıdaki uzunluktaki lifler kullanılır: 27 mm'ye kadar - kısa; 27…35 mm – orta; 35…50 mm – uzun.
Pamuk lifi %98'e kadar -selüloz(
), polisakkaritler sınıfına aittir. hariç -selüloz elyafın polimer maddesinin bileşimi şunları içerir:% 1,5'e kadar düşük moleküler ağırlıklı fraksiyonlar selüloz; lifin dış yüzeyinde bulunan% 1'e kadar balmumu ve yağlar; ana polimer maddenin supramoleküler oluşumları arasında yer alan% 0,5'e kadar nitrojen, kül, protein ve diğer maddeler.
3 hidroksil grubunun varlığı ( OH) temel ünitede - selüloz liflere ve malzemelere nem ile etkileşime girme yeteneği sağlar.
Özellikler:
yüksek hijyenik özellikler;
yüksek güç;
düşük asit direnci (sülfürik, hidroklorik ve nitrik asitlerin pamuk lifleri üzerinde özellikle güçlü bir yıkıcı etkisi vardır);
yüksek alkali direnci;
ışık ışınlarının etkisi altında mekanik özellikler bozulur, sertlik ve kırılganlık artar;
nemlendirildiğinde selüloz lifleri şişer ve %10-20 daha güçlü hale gelir;
150 0 C'ye kadar özellikleri değiştirmeden ısınmaya dayanır; son derece yanıcıdır.
Keten
lif (- selüloz)
bir bitkiden elde edilen lif keten lifin bitki sapından mekanik olarak çıkarılmasıyla. Temel keten lifi, ortasında dar bir kanal (Şekil 2.4) ve kapalı sivri uçlu, oldukça uzun iğ şeklinde bir şekle sahiptir. Lifler geç saate kadar yatmak parankim dış arasında yer alan keten sapının kabuğu kapsayan kumaş ve katman kambiyum, katmanın yakınında yatıyor odun, sapın iskeletidir. Bitki sapının orta kısmına denir çekirdek. Keten sapının örtü dokusundan kambiyum tabakasına kadar tüm katmanlarına denir. havlamak kök veya bast. Temel keten lifinin uzunluğu 10...24 mm, çapı 12...20 µm (1 µm) arasında değişir.
10 -6 m). Temel keten lifleri, pektin maddeleri ve ligninden oluşan orta plakalar kullanılarak demetler halinde birbirine bağlanır. Bir demette 15...30 temel lif, gövde kesitinde ise 20...25 demet bulunur. Kökten izole edilen temel lif demetleri, uzunluğu 170...250 mm ve çapı 150...250 mikron olan teknik lifleri oluşturur. 
Özellikler:
pamuk liflerinin özelliklerine benzer. Ancak keten lifleri daha güçlüdür ve ışık direnci daha yüksektir; uzatıldığında daha az uzamaya sahiptir; daha fazla kırışma.Bitkisel kökenli doğal lifler ayrıca rami, jüt, kenevir, kenaf ve diğer bitkilerden de elde edilir.
Elyaf yapısı esrar (kenevir) ketene benzer, ancak aynı uzunluktaki temel lifleri daha kalın ve daha kabadır. Halat ve teknik kumaşların imalatında ve ayrıca tekstil ve örme endüstrisi için iplik formunda kullanılır. İşleme koşullarına bağlı olarak lifler yeşil, gri veya kahverengi görünebilir.
Jüt - ıhlamur ailesinin sıcağı seven ve nemi seven kültürü. Jütün karmaşık lifi kenevirden daha incedir. Jütün ana kullanım alanı kumaş ve torbaların ambalajlanmasıdır. Bununla birlikte, son zamanlarda ev kumaşlarının - perdeler, döşemeler ve hatta keten ve denim (yün, keten, viskon elyaf ve ipek ile karıştırılmış) üretiminde jüt elyafının kullanılması önerilmiştir.
Rami İle AK ve keten, ısırgan otu familyasının çok yıllık bir subtropikal bitkisinin saplarından elde edilen ince saplı liflerdir. Teknik rami lifi tüm sak lifleri arasında en ince olanıdır; yüksek emme özelliklerine sahiptir. Rami lifleri kolay boyanır, dayanıklı ve elastiktir ve güzel bir görünüme sahiptir. Rami, saf haliyle ve pamukla karışım halinde giyim ve keten kumaş üretiminde kullanılır. Rami'nin dezavantajı, ciltle teması halinde kaşıntı ve yanma şeklinde alerjik reaksiyonların ortaya çıkma olasılığıdır.
Lifler ısırgan otu dayanıklı, ipeksi, yüksek beyazlık ve parlaklık. Kaba kumaş ve halat üretiminde kullanılır. Ancak uygun maliyetli bir endüstriyel üretim teknolojisi henüz geliştirilmemiştir.
Yün elyafı, yün , isminde saç çizgisi hayvanlar - koyunlar, keçiler, lamalar, develer ve diğer memeliler.
Deri değiştirme sırasında hayvanlardan kesilen, taranan veya toplanan yüne denir. doğal. Deriden çıkarılan yüne denir fabrika veya kürk manto. Yün paçavralarının veya paçavraların liflere bölünmesiyle elde edilen yüne denir. restore edildi.
Puf– pullu ve kortikal katmanlardan oluşur; lif kısadır, oldukça kıvrımlıdır; elyaf kalınlığı – 14…30 µm. Keratinleşmiş hücreler olan halka şeklindeki pullarla kaplıdır. 
Geçiş saçı pullu, kortikal katmanlar ve az gelişmiş bir çekirdek içerir, düşük kıvrımlılığa sahiptir, kalınlığı - 25...35 mikron.
Doğu– her üç katmana sahiptir, kalınlık – 40...60 mikron. Kuş tüyünden daha kalın ve kabadır, neredeyse hiç kıvrımı yoktur. Lamel pullarla kaplıdır.
Ölü saç pullu ve çekirdek katmanlara sahiptir, kortikal katman pratikte yoktur, kalınlık 60 mikrondan fazla. Kıvrılmamış en kaba lif, sert, kırılgan ve boyanması zor.
Tekstil kumaşlarının üretiminde 14...25 mikron ince elyaf, 25...31 µm yarı ince elyaf, 31...40 µm yarı kaba elyaf kalınlığındaki yün elyafları en fazla bulunmuştur. kullanmak.
Kırılganlığı ve kırılganlığı yüksek olduğundan tekstil üretiminde ölü saç kullanılmaz.
İnce yünün liflerinin uzunluğu 50...80 mm, kaba yünün ise 50...200 mm arasında değişir.
Yünün ana polimerik maddesi (% 90'a kadar) proteindir keratin.
Makromoleküller bir araya toplandığında spiral şekilli temel iplik benzeri yapılar oluştururlar. proto- Ve mikrofibriller. Daha fazla etkileşimin bir sonucu olarak mikrofibriller bir araya gelerek fibriller lifleri oluşturan: yün, ipek, kollajen vb. Gibi gruplarda proteinlerin varlığı NH, OH ve diğerleri, nem ile etkileşime girme yeteneği olan protein liflerinden yapılmış malzemeler sağlar.
Özellikler:
düşük kırışma;
ıslandığında gücünü% 30 kaybeder;
pullu yüzey nedeniyle yüksek keçelenebilirlik;
düşük ısı iletkenliği; en yüksek higroskopisite;
ışığa karşı oldukça yüksek direnç;
düşük ısı direnci - 100-110 0 C sıcaklıkta lifler kırılgan ve sert hale gelir ve mukavemet azalır.
İpek lifler dut veya meşe ipekböceklerinin kozalarından elde edilir. İpekböceği gelişiminde 4 aşamadan geçer: yumurta (grena), tırtıl, pupa, kelebek.
Bir ipekböceği kelebeği 400 ila 600 yumurta bırakır ve bu yumurtalardan tırtıllar çıkar. 28-34 gün sonra tırtıl kozayı kıvırır. Kozada tırtıl pupaya, pupa ise kelebeğe dönüşür. Kozada delik açan kelebek dışarı çıkar. Daha sonra çiftleşmeden sonra dişi yumurta bırakır ve ölür.
İpek lifi yekpare bir yapıya sahiptir ve birkaç yüz metre uzunluğa ulaşabilir. İpek lifinin kalınlığı 10-15 mikrondur. Meşe ipekböceği ipeği dut ipeğine göre daha güçlüdür ancak daha az yumuşak ve pürüzsüzdür.
Özellikler:
yüksek higroskopisite;
yüksek mukavemet, yumuşaklık, ipeklik;
ıslandığında gücünü %15 kaybeder;
asitlere karşı yüksek direnç ve alkalilere karşı düşük direnç;
en düşük ışık haslığı (güneşte kurutulamaz!);
düşük ısı direnci;
yüksek büzülme.
Asbest (Yunanca asbest, kelimenin tam anlamıyla - söndürülemez, yok edilemez), silikat sınıfından bir grup ince lifli minerali birleştirerek en ince, esnek liflerden oluşan agregatlar oluşturan bir isim. Bu özelliklere, atom yapısında farklı olan krizotil asbest ve amfibol asbest olarak bilinen serpantin ve amfibol olmak üzere iki grubun mineralleri sahiptir. Kimyasal bileşime göre asbest mineralleri magnezyum, demir ve kısmen kalsiyum ve sodyumdan oluşan sulu silikatlardır. Bunlardan en önemlisi krizotil asbesttir (%95).
Krizotil asbest serpantin grubundan bir mineraldir, bileşimi Mg 6 (OH) 8; Parçanın rengi yeşilimsi gridir. Parlak ve ipeksi. Mineralojik ölçekte sertlik 2 – 2,5, yoğunluk 2500 kg/m2'dir. Lifler esnektir, yüksek gerilme mukavemetine [yaklaşık 3 GN/m2 (300 kgf/mm2)], yüksek yangın direncine (sıcaklık yaklaşık 1500°C) sahiptir ve ısıyı ve elektriği zayıf iletir. Liflerin uzunluğu bir mm'den 50 mm'ye kadar değişir, nadiren daha fazladır, kalınlık bir mikronun bir kısmı kadardır. Rusya Federasyonu'nda Urallarda çıkarılmaktadır.
Diyagram aşağıdadır lif sınıflandırmaları tekstil ürünlerinin üretiminde kullanılır.Bu diyagramdan da görülebileceği gibi liflerin önemli bir kısmı doğaldır.
DOĞAL LİFLER
Doğal tekstil lifleri tekstil endüstrisinin ana hammaddelerini temsil eden, doğanın yarattığı. Her biri görünüm, kalite ve diğer veriler açısından kendine has özelliklere sahip olan bitki ve hayvan kökenlidirler.
BİTKİ KÖKENLİ DOĞAL LİFLER
Pamuk lifi. En büyük miktar Bitki kökenli lifler pamuktan elde edilir. Pamuk ana tekstil elyafıdır. Dünyanın toplam yıllık tekstil elyafının yarısı pamuktan geliyor. Dünya çapında 50'den fazla ülkede yetiştirilmektedir.
Pamuk çok yıllık sıcağı seven bir bitkidir. Pamuk, yüksekliği 1 m veya daha fazla olan bir çalıdır. Çiçeklenmeden sonra her yıl pamuk çalılarında meyveler oluşur - kutularda tohumlar, kıllarla kaplı. Her bir tohumda 7-15 bin adet saç gelişir. Bunlar pamuk lifleridir. Pamuk lifi uzunluğu 12 ila 60 mm arasındadır. Lifler ne kadar uzun olursa o kadar kaliteli iplik ve kumaş elde edilir.
Olgunlaşmanın ardından kutular açılır ve manuel olarak toplanır. veya makineler kullanıyor. Pamuk hasat noktalarından çiğ pamuk pamuğun temizlendiği ve ayrıldığı pamuk çırçır tesislerine teslim edilir kutulardan elde edilen lifler, tohumlar ve çeşitli yabani otlar, yani birincil işlemlerini gerçekleştirirler. Temizlenmiş pamuk balya haline getirilip iplikhanelere gönderiliyor ilave işlemler.
Pamuk elyafı ucuz bir hammaddedir Güçlü, ince ve eşit iplik elde etmek için. Bu elyaftan üretilen kumaşlar kolaylıkla boyanır ve kolaylıkla çeşitli apre işlemlerine tabi tutulur. Pamuk lifi Genellikle beyaz veya kahverengi renktedirler. Ancak bilim insanları artık renkli pamuk çeşitleri geliştirdiler. Bu sadece bilimsel öneme sahip olmakla kalmıyor, gelecekte de öyle olacak. ekonomik değer.
Sak lifi. Bazı bitkilerin sap ve yapraklarından da doğal tekstil lifleri üretilmektedir.İÇİNDE çeşitli ülkeler var çok sayıda bitkiler ( keten kenevir, jüt, ısırgan otu sak liflerinin elde edildiği halat, kendir, rami vb.). Bunların arasında en ince, en yumuşak ve en esnek olanı keten lifleridir. Bu liflerden iplik ve ardından güzel, dayanıklı, yumuşak kumaşlar üretilir. Birkaç keten grubu vardır: uzun keten, mezheumok keten, kıvırcık keten vb. En uzun lifler (lif uzunluğu bitki sapının uzunluğuna bağlıdır), sapları 80-100 cm uzunluğa ulaştığı için lif ketenden elde edilir, bu yüksek kaliteli, dayanıklı bir elyaftır. Kıvırcık keten düşük kaliteli lif (çekme) üretir. Teknik elyaf olarak Mezheumka keten elyafları kullanılmaktadır. Tekstil endüstrisi için en büyük değer lif keten.
Olgun keten sapları kökleriyle birlikte topraktan çekilir, Liflerin uzunluğunu korumak için. Bu işleme alay etme denir. Daha önce elle yapılıyordu ama artık keten biçerdöverleri ve çekme makineleri yardımıyla yapılıyordu. Keten harman makinelerinde keten sapları tohumlardan arındırılır. Bu tür soyulmuş saplara payet denir. Pipetler göletlerde veya özel havuzlarda ıslatılır. Islatılmış keten saplarına Trusta denir. Keten sapının bir kısmı sakı oluşturur, kabuğun altında bulunur (şenlik ateşi). İnce demetler halinde sak lifleri içerir. Bitkinin saplarından keten lifi üretimi keten fabrikalarında gerçekleştirilmektedir. Özel bir şey var teknoloji liflerin gövdenin ahşabından (odun) ayrılması ve elde edilen hammaddelerin daha fazla işlenmesi. Islatılan saplar kurutulur ve mekanik işleme tabi tutulur. Lifleri gövdenin odunundan ve diğer dokulardan ayırmak için ezilir ve ezilirler. Daha sonra keten lifleri ağartılır, çünkü bu işlemden önce açık sarı renkte olup çeliğe dönüşürler.
Keten lifleri oldukça dayanıklı ve güçlüdür, iyi renklidirler, en iyi çeşitleri ipeksi bir parlaklığa sahip olmak.
Diğer bitkilerden elde edilen lifler sert ve kabadır. Halat, halat, çuval bezi, ucuz döşemelik kumaş, kanvas ve yelken bezi yapımında kullanılırlar. Örneğin kenevir lifi (kenevir) hem renk hem de diğer özellikler bakımından ketene benzer. Ancak çok yumuşak olmadığından kanvas yapımında kullanılır. halatlar, sicim, çuval bezi.
Bast lifleri sadece gövdelerden çıkarılmaz aynı zamanda bazı bitkilerin yapraklarından da, örneğin tekstil yapraklarından muz, tekstil agavları. Turba yosunu lifleri yalıtım malzemesi üretmek için kullanılır.
DOĞAL HAYVAN LİFLERİ
İpek lifleri ipekböceği kozasından elde edilen ipliklerdir.. Gelişimin belirli bir aşamasında tırtıl ipekböceği (zamanı gelince tırtıl bebeğe dönüşüyor) kendisi için örüyor koza iç içe geçmiş 40-50 en ince katmandan oluşan dikdörtgen yumurta şeklinde bir kabuk olan ipek elyaf.
Lif (iplik) aşağıdaki şekilde elde edilir: Başlığın altında bulunan iki delikten ağız tırtıl, havada katılaşan kalın bir sıvı salgılar. Bu sıvı sürekli olarak salınır ve özel bir madde kullanılarak birbirine yapışan iki iplik oluşturur. maddeler - serisin ayrıca tahsis edilmiş tırtıl. Sonuç, tırtılın bir koza ördüğü tek bir ipliktir.
İpekböceğinin türüne bağlı olarak kozalar beyaz, sarımsı, kırmızımsı-sarı renklerdedir. İpekböcekleri yumuşak pembe, mavi ve yeşil renklerde kozalar üretmek için yetiştirilir. Fakat doğal renklendirme pek dayanıklı değil ve ipliğin boyanmasını daha da karmaşık hale getirir, böylece lifler önceden ağartılır. Kozalar ipek endüstrisi için değerli peynirlerdir. İyi kalitede ipek lifleri elde etmek, yani ipliğin uzun olmasını ve iyi çözülmesini sağlamak için, kozalar birincil işleme tabi tutulur sıcak hava veya buhar. Bu durumda pupa öldürülür, aksi takdirde daha da geliştikçe kelebeğe dönüşür ve kozanın dışına çıkmak için içine bir delik açıp onu bozar. Delikler ipliğin bütünlüğünü ihlal eder, böyle bir kozanın lifleri kısadır ve hammadde kalitesini kaybeder. İle oyuncak bebek ayrışmadı, kozalar kurutuldu.
İpek ipliği sarmadan önce Kozalar sıcak su havuzlarına daldırılır, buharla işlenir ve alkali çözeltilerle soğutulur. Bu, yapıştırıcı - serisini yumuşatmak için yapılır.
Bir kozadan uzunluğu 400 ila 1200 metre arasında değişen bir iplik elde edebilirsiniz. ama o kadar ince ki elde etmek için ham ipekten güçlü iplik 3 ila 30 koza arasındaki iplikleri tek bir kozaya bağlamak gerekir.
Ham ipek bu şekilde elde edilir Daha sonraki işlemlerden sonra yumuşak, esnek ve parlak hale gelir. Önemli bir nokta kozaların ilk işlenmesi sırasında tamamen uzaklaştırılmayan yapışkan maddenin ham ipekten daha da uzaklaştırılmasıdır. Doğal ipek lifleri çok dayanıklıdır. İyi renkleniyorlar ve kıvrılıyorlar.
Doğal ipek çok dayanıklı, güzel ve zarif tekstil ürünlerinin yapımında kullanılır.. İtibaren doğal ipek elyaf cerrahi olarak yalıtkan ipek üretilir.
Yün lifleri bazı hayvanların kırpılmış tüylerinden elde edilir (koyun, deve, keçi, tavşan). Yünlü paçavraların işlenmesinden sonra yün lifleri de elde edilir.
Farklı hayvanlardan elde edilen yün lifleri farklı nitelik ve özelliklere sahiptir.. Yün kalite ve özellikler bakımından farklılık gösterir. farklı ırklar aynı hayvan türü. Örneğin, yün koyun yününden daha değerlidir, ince yapağılı ve yarı ince yapağılı koyunlardan elde edilir. Koyun kırkılırken yün sürekli bir tabaka (yapağı) halinde çıkarılır. Polar kalitesine göre değişir. En kaliteli yün burada bulunur kürek kemikleri, sırt, mide, yanlarda biraz daha pürüzlü, arka kısımlarda ve bacaklarda daha da pürüzlü.
Aynı hayvandan elde edilen yün lifleri bile farklı niteliklere sahiptir. En değerli liflere tüy denir. Onlar ince, elastik, esnek. Yün lifleri arasında aşağıdakiler ayırt edilir: kılçık (daha kalın lif); geçiş saç incelik ve diğer özellikler açısından arasında bir ara yer kaplayan kuş tüyü ve tüyler;“Ölü” saç, düşük mukavemetli, sert ve kalın bir liftir.
Yünün kalitesi koyunun kırkılma zamanına bağlıdır. Yay yünü daha yumuşaktır çünkü daha fazla tüy içerir, yani en değerli elyaf. Sonbaharda kesilmiş yünde neredeyse hiç tüy yoktur, bu nedenle lifler serttir, ancak önemli ölçüde İlkbaharda kırkılan yünden daha temiz yün, daha az atıkla sonuçlanır.
İplik ve onun çeşitli özellikleri, Bunu yapmak için hangi liflerin kullanıldığına bağlı olarak. En iyi iplik ve yünlü kumaş çeşitleri kuş tüyünden yapılır.
Yün liflerinin kalitesi sadece güçlerine göre belirlenmez, incelik, yumuşaklık ama aynı zamanda uzunluk. Yün liflerinin uzunluğu koyunun cinsine bağlıdır ve 180 - 200 mm'ye ulaşır. Yün hammaddelerinin birincil işlenmesi, sınıflandırılmasıdır. enkazdan temizlik (dulavratotu, toprak topakları vb.).
Soyma, gevşetme, yıkama, kurutma.
Yün elle ayıklanıyor. Yapağı, ayrı parçalara bölünmüş özel masalara serilir ve belirli standartlara göre, hammaddelerin kalitesi dikkate alınarak yün belirli partiler halinde seçilir.
Yünü özel deterjan formülasyonlarında yıkayın. Bu, yağ ve terin uzaklaştırılması için yapılır.
Yukarıda anlatılan malzemeden de görülebileceği gibi doğal yün elyafının hazırlanması uzun bir süreçtir..
KİMYASAL LİFLER
Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte doğal elyaflara göre yeni nitelik ve özelliklere sahip çeşitli tekstil elyaflarının kimyasal olarak üretilmesi mümkün hale geldi. Asıl sebep Hammadde elde etmede kimyanın kullanılması Tekstil endüstrisi Tek başına doğal elyaf üretiminin karşılayamayacağı tekstil ürünlerine yönelik artan bir talep vardı. Acil ihtiyaç Kimyasal liflerin yaratılmasında geçen yüzyılda zaten keşfedildi.
Kimyasal lifler iki gruba ayrılır: yapay ve sentetik.
Yapay elyaflar doğal polimerlerden elde edilir- pamuk, ahşap ve diğerleri selüloz, bitkisel veya süt proteinleriçeşitli kimyasallarla özel işlemlerle: aseton, nitrik, asetik, sülfürik asitler, bakır oksitin amonyak çözeltisi, sodyum hidroksit vb. Bu tür lifler arasında nitro ipek, bakır-amonyak, viskon, asetat ipeği bulunur.
Nitro ipek iplikler kumaş üretiminde esas olarak baz olarak kullanılırlar. Bakır-amonyak kumaşları, diğer elyaf türlerini eklemeden kumaş yapmak için kullanılır. Viskon incelik bakımından doğal ipeğe benzer. Ancak zamanla özelliklerini kaybeder. ıslanmak ve Yüksek sıcaklık Bu nedenle iplik yapılırken viskon diğer elyaflarla karıştırılır. Asetat ipeği çok yaygındır.
Sentetik elyaflar çeşitli maddelerin kimyasal işlenmesiyle elde edilir.: petrol, kömür, doğal ve ilgili petrol gazları, atık Tarım , kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi atıkları. Bu maddelerden, sentetik elyaf üretiminin başlangıç materyali olan yüksek moleküler reçineler elde edilir. Bu reçinelerin işlenmesi ve işlenmesi için özel, çok karmaşık bir teknoloji bulunmaktadır. Sentetik elyafların hammaddeleri neredeyse tükenmezdir. Sentetik lifler iyidir bilinen polivinil klorür, naylon (anid), naylon, lavsan, nitron, orlon, milano vb. Yapay ve sentetik elyaflara önceden belirli özellikler verilir ( mukavemet, neme karşı tutum, sıcaklık, renk vesaire.). Şu anda çok çeşitli kimyasal elyaf türleri oluşturulmuştur.
Agresif ortamlara dayanıklılık, yüksek mekanik mukavemet, elastikiyet ve diğer değerli nitelikleri, sentetik elyafları modern tekstil üretimi için vazgeçilmez hale getirmiştir.
Kimyasal liflerin üretimi karmaşık bir teknolojiye sahiptir. İlk aşama- Hammaddelerden kimyasal yollarla sıvı ve viskoz bir kütlenin elde edilmesi - dönen kütle. Bu kütle iplik makinasına giriyor(bu, kimyasal elyafın oluşturulduğu makinenin geleneksel adıdır).
Makinede bitmiş kütleden liflerin oluşturulduğu parçaya kalıp denir. Bir makinede 60-100 kalıp bulunabilir. Her kalıp, küçük delikleri olan küçük bir metal kapaktır. Özel pompalar kullanarak kütlenin döndürülmesi kalıba beslenen ve deliklerinden özel kimyasal solüsyonlarla işlenen ince, sürekli akıntılar halinde akar. Bu akışlar katılaşır ve kumaşların üretildiği kimyasal elyaflara (yapay veya sentetik) ipliklere dönüşür. Kimyasal elyafın türüne bağlı olarak ölmek farklı boyutlarda farklı sayıda delik vardır.
Kimyasal lif yaratmanın bir özelliği yani oluşum süreci aynı zamanda dönüyor. İplikler çok incedir. Gelecekteki kumaşın kalitesine ve amacına bağlı olarak belirli sayıda iplik tek bir iplik halinde bükülür. Gerekli bitirme işleminden sonra (gelecekteki her kumaş türü için farklı) iplik bobinlere sarılmış veya diğer cihazlar. Ve iplik dokumaya hazır. Yapay iplik çok güçlü ve esnektir kolayca deforme olur.
Kesikli iplik elde etme süreci biraz farklıdır. Bunu elde etmek için yapay lifler parçalara ayırmak(doğal pamuk veya yün liflerinin uzunluğuna göre) belirli bir uzunlukta (zımba telleri).
Yapay elyaf üretimindeştapel iplik için, düzeler büyük miktar(3-6 bine kadar) delik. Geleneksel kalıplarda 20-50 delik bulunur. Bu nedenle kesikli elyaf üretimi diğer sentetik elyaflara göre daha ekonomiktir.
Kesikli elyaflar kısa uzunluklarından dolayı pamuk veya yün elyafları gibi eğrilir. Sonuç olarak ştapel kumaş yapımında kullanılan iplik elde edilir.
KARIŞIK LİFLER
Yukarıda saf formda elde edilen homojen liflerin oluşturulmasını tartıştık. Bunlar pamuk elyafları, sak elyafları vb. Şu anda, zengin bir iplik ve ardından kumaş çeşitliliği elde etmek için sınırsız fırsatlar sağlayan elyafların karıştırılması yaygındır.
Doğal elyafları (pamuk ve yün, pamuk ve doğal ipek, pamuk ve keten) veya doğal elyafları suni ve sentetik elyaflarla (pamuk ve viskon, keten ve naylon, yün ve naylon) karıştırırlar.
Yarı yün ve yarı ipek kumaşlar sadece elyafların karıştırılmasıyla elde edilmez, ancak aynı zamanda dokuma işleminde, bazı liflerden elde edilen iplik çözgü ipliği olarak ve diğerlerinden atkı ipliği olarak kullanıldığında.
Doğal lif doğanın kendisi tarafından yaratılmıştır.
Antik çağlardan 19. yüzyılın sonlarına kadar tekstil malzemelerinin üretimindeki tek hammadde, çeşitli bitkilerden elde edilen doğal liflerdi. Başlangıçta yabani bitkilerin lifleri, daha sonra keten ve kenevir lifleri kullanıldı. Tarımın gelişmesiyle birlikte çok iyi ve dayanıklı lif üreten pamuk yetiştirilmeye başlandı.
Bitki saplarından üretilen lifler yaygın olarak kullanılır; bunlara sak adı verilir. Saplardan elde edilen lifler çoğunlukla kaba, güçlü ve serttir - bunlar kenaf, jüt, kenevir ve diğer bitkilerin lifleridir. Ketenden, giyim ve keten üretimi için kumaşların üretildiği daha ince lifler elde edilir.
Kenaf Esas olarak Hindistan, Çin, İran, Özbekistan ve diğer ülkelerde yetiştirilmektedir. Kenaf elyafı oldukça higroskopik ve dayanıklıdır. Çuval bezi, branda, sicim vb. yapımında kullanılır.
Kenevir- esas olarak ülkemizde, Hindistan'da, Çin'de vb. lif elde etmek için yetiştirilen çok eski bir mahsul. Rusya, Moğolistan, Hindistan ve Çin'de yabani olarak yetişiyor. Lif (kenevir), deniz halatlarının, halatların ve kanvasın yapıldığı kenevir saplarından elde edilir.
Jüt Asya, Afrika, Amerika ve Avustralya'nın tropik bölgelerinde yetiştirilmektedir. Jüt, Orta Asya'da küçük alanlarda yetiştirilmektedir. Jüt elyafları teknik, ambalaj, mobilya kumaşları ve halıların üretiminde kullanılmaktadır.
Bitkisel liflerin en ünlüsü pamuk Ve keten.
Pamuk çok eski bir üründür. Hindistan'da 4000 yıldan daha uzun bir süre önce yetiştirilmeye başlandı. Peru ve Meksika çöllerinde kazılan eski Peruluların mezarlarında pamuklu kumaş kalıntıları bulundu. Bu, Peruluların Hindistan'dan çok daha önce pamuğu bildikleri ve ondan nasıl kumaş yapacaklarını bildikleri anlamına geliyor.
Pamuk Sıcak iklimlerde yetişen yıllık pamuk bitkisinin tohumlarının yüzeyini kaplayan liflerdir. güney ülkeleri. Pamuk liflerinin gelişimi pamuk bitkisinin çiçek açmasından sonra meyve (koza) oluşumu sırasında başlar. Pamuk liflerinin uzunluğu 5 ila 50 mm arasında değişmektedir. Toplanıp balya haline getirilen pamuğa ham pamuk denir.
Pamuğun birincil işlenmesi sırasında lifler tohumlardan ayrılarak çeşitli yabancı maddelerden arındırılır. İlk önce en uzun lifler (20-50 mm) ayrılır, ardından kısa olanlar veya tüyler (6-20 mm) ve son olarak kuş tüyü (6 mm'den az) ayrılır. Uzun lifler iplik yapmak için kullanılır, tiftik pamuk yünü yapmak için kullanılır ve uzun pamuk lifleri ile karıştırıldığında kalın iplik yapmak için kullanılır. Uzunluğu 12 mm'den kısa olan lifler, sentetik lifler üretmek üzere kimyasal olarak selüloza dönüştürülür.
Buğday ve keten en eski kültür bitkileridir. Keten dokuz bin yıl önce yetiştirilmeye başlandı. Hindistan'ın dağlık bölgelerinde ilk kez ondan güzel ve narin kumaşlar yapıldı.
Yedi bin yıl önce Asur ve Babil'de keten zaten biliniyordu. Oradan Mısır'a girdi.
Keten kumaşlar, daha önce yaygın olan yünlü kumaşların yerini alarak lüks bir ürün haline geldi. Sadece Mısır firavunları, rahipler ve soylular keten kumaşlardan yapılmış kıyafetleri karşılayabiliyorlardı.
Daha sonra Fenikeliler, ardından Yunanlılar ve Romalılar gemileri için ketenden yelken yapmaya başladılar.
Atalarımız Slavlar, ketenden yapılmış kar beyazı ağır kumaşları severdi. Keten yetiştirmeyi biliyorlardı, onu ekinlere ayırıyorlardı en iyi topraklar. Slavlar arasında keten kumaşlar sıradan insanlar için kıyafet görevi görüyordu.
Keten lifleri ağır, dayanıklı beyaz bir kumaş üretir. Masa örtüleri, nevresimler ve yatak örtüleri için idealdir.
Ve çiçeklenme sırasında yoğun bir şekilde ekilen ve tarladan alınan keten, ince ve hafif kambrik için kullanılan çok hassas bir lif üretir.
Keten- yıllık otsu bitki, aynı adı taşıyan elyafı verecektir. Keten lifi bitkinin sap kısmında bulunur ve 1 metreye kadar ulaşabilir. Keten erken sarı olgunluk döneminde hasat edilir. İplik (iplik) üretimi için elde edilen hammaddeler daha ileri işlemlere tabi tutulur.
Ketenin birincil işlenmesi, keten samanının ıslatılması, ketenin kurutulması, yabancı maddelerin ayrılması için yıkanması ve sürtülmesinden oluşur.
İplik, temizlenmiş ve ayıklanmış liflerden elde edilir.
Pamuklu kumaşların olumlu özellikleri: iyi hijyenik ve ısıya karşı koruma özellikleri, mukavemet, ışık haslığı. Suyun etkisi altında pamuk lifleri şişer ve mukavemeti arttırır, yani herhangi bir yıkamadan korkmazlar. Kumaşlar iyi bir görünüme sahiptir ve bunlardan yapılan ürünlerin bakımı kolaydır.
Pamuklu kumaşların iyi higroskopisite ve yüksek hava geçirgenliğine sahip olması, keten kumaşların ise daha yüksek higroskopisite ve ortalama hava geçirgenliğine sahip olması nedeniyle yatak çarşafları ve ev kıyafetlerinin imalatında kullanılmaktadır.
Pamuklu kumaşların dezavantajları: güçlü kırışma (kumaşlar aşındığında güzel görünümlerini kaybeder), aşınma direncinin düşük olması ve dolayısıyla giyilebilirliğin düşük olması.
Keten kumaşların dezavantajları: Güçlü kırışma, düşük dökümlülük, sertlik, yüksek çekme.
Hayvansal kökenli doğal lifler
Doğal lifler hayvan kökenli- yün ve ipek. Bu tür elyaflardan üretilen kumaşlar çevre dostudur ve bu nedenle insanlar için belirli bir değere sahiptir ve sağlıklarına olumlu etki yapar.
Çok eski zamanlardan beri insanlar kumaş yapımında yün kullanmışlardır. O zamandan beri sığır yetiştiriciliğine başladılar. Koyun ve keçi yünü kullanıldı Güney Amerika ve lamalar.
Ünlü Rus coğrafyacı-araştırmacı P.K. Kozlov, 1923-1926 Moğol-Tibet seferi sırasında, eski yünlü kumaşları keşfettiği mezar höyüklerini kazdı. Birkaç bin yıl boyunca yeraltında kaldıktan sonra bile bazıları iplik gücü açısından modern olanlardan üstündü.
Yünün büyük kısmı koyunlardan gelir, en iyi yün ise ince yapağılı merinos koyunlarından gelir. İnce yünlü koyunlar, Romalıların Colchis koçlarını İtalyan koyunlarıyla geçerek kahverengi veya siyah yünlü Tarentine koyun cinsini geliştirdiği MÖ 2. yüzyıldan beri bilinmektedir. 1. yüzyılda ilk Merinos koyunu, İspanya'da Tarentine koyunlarıyla Afrika koçlarının melezlenmesiyle elde edildi. Bu ilk sürüden diğer tüm Merinos ırkları en sonunda türemiştir: Fransız, Sakson vb.
Koyunlar yılda bir kez veya bazı durumlarda iki kez kırkılır. Bir koyundan 2 ila 10 kilogram yün elde edilir. 100 kilogram ham yünden 40-60 kilogram temiz yün elde edilerek ileri işlemlere gönderilir.
Diğer hayvanların yünlerinden, Türkiye'nin Ankara kasabasından gelen Ankara keçilerinden elde edilen keçi tiftik yünü yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kullandıkları dış giyim ve battaniyelerin üretimi için deve tüyü develerin tüy dökmesi sırasında kırkılması veya taranmasıyla elde edilir.
At kılından son derece elastik yastıklama malzemeleri elde edilir.
Eğitimsiz bir göze neredeyse tüm kürkler aynı görünür. Ancak yüksek vasıflı bir uzman yedi binden fazla çeşidi ayırt edebilir!
14.-15. yüzyıllarda eğirme amaçlı yün, birkaç sıra çelik dişe sahip tahta bir tarakla taranıyordu. Sonuç olarak, demetteki lifler paralel olarak düzenlenmiştir; bu, eğirme sırasında eşit esneme ve bükülme için çok önemlidir.
Penye elyaftan, uzun süre yıpranmayan, kaliteli kumaşın üretildiği güçlü, güzel iplikler elde edildi.
Yün- Bu hayvanların kıllarıdır: koyun, keçi, deve. Yünün büyük kısmı (%95-97) koyunlardan gelmektedir. Koyunların yünleri özel makas veya makineler kullanılarak çıkarılır. Yün liflerinin uzunluğu 20 ila 450 mm arasındadır. Polar adı verilen neredeyse katı, kesintisiz bir kütle halinde kesilir.
Yün lifi türleri- bu saç ve yün, uzun ve düz ve tüyler - daha yumuşak ve daha kıvrımlı.
Yün, tekstil fabrikalarına gönderilmeden önce birincil işleme tabi tutulur: ayrılır, yani lifler kaliteye göre seçilir; ezmek - tıkanmaya neden olan yabancı maddeleri gevşetin ve çıkarın; sıcak su, sabun ve sodayla yıkayın; kurutma makinelerinde kurutulur. Daha sonra iplik yapılır ve bundan kumaşlar yapılır.
Terbiye sektöründe kumaşlar farklı renklere boyanmakta veya kumaşlara çeşitli desenler uygulanmaktadır. Yünlü kumaşlar düz boyalı, alacalı ve baskılı olarak üretilmektedir.
Yün lifleri aşağıdaki özelliklere sahiptir özellikler: Oldukça higroskopiktirler, yani nemi iyi emerler, elastiktirler (ürünler az kırışır) ve güneşe karşı dayanıklıdırlar (pamuk ve ketenden daha yüksektir).
Yün elyafını test etmek için bir parça kumaşı ateşe vermeniz gerekir. Yanma sırasında yün lifi sinterlenir ve elde edilen sinterlenmiş top parmaklarınızla kolayca ovulabilir. Yanma işlemi sırasında yanmış tüy kokusu hissedilir. Bu sayede kumaşın saf yün mü yoksa suni mi olduğunu tespit edebilirsiniz.
Elbise, takım elbise ve kabanlık kumaşlar yün elyafından üretilmektedir. Yünlü kumaşlar şu isimler altında satılmaktadır: örtü, kumaş, tayt, gabardin, kaşmir vb.
Tırtıllarının pupaya dönüşmeden önce özel bezlerin salgılarını kullanarak koza ördüğü birçok kelebek türü vardır. Bu tür kelebeklere ipekböcekleri denir. İpekböcekleri çoğunlukla yetiştirilir.
İpekböcekleri birkaç aşamada gelişir: yumurta (grena), tırtıl (larva), pupa ve kelebek. Tırtıl 25-30 gün içinde gelişir ve tüy dökümleriyle ayrılmış beş dönem geçirir. Gelişimin sonunda uzunluğu 8'e, kalınlığı ise 1 santimetreye ulaşır. Beşinci dönemin sonunda tırtılların ipek salgılayan bezleri ipek kütlesi ile dolar. İnce bir çift fibroin proteini ipliği olan dut, sıvı halde sıkılır ve daha sonra havada sertleşir.
Kozanın oluşumu 3 gün sürer, ardından beşinci tüy dökümü meydana gelir ve tırtıl pupaya, 2-3 hafta sonra ise 10-15 gün yaşayan bir kelebeğe dönüşür. Dişi kelebek yumurta bırakır ve yeni bir gelişim döngüsü başlar.
29 gram ağırlığındaki bir kutu grenadan, yaklaşık bir ton yeşillik yiyen ve dört kilogram doğal ipek üreten 30 bine kadar tırtıl elde ediliyor.
İpek elde etmek için ipekböceği gelişiminin doğal seyri kesintiye uğrar. Tedarik noktalarında toplanan kozalar kurutulup sıcak hava veya buharla işlenerek pupaların kelebeğe dönüşmesi işlemi engelleniyor.
İpek fabrikalarında kozalar, birkaç koza ipliğinin bir araya getirilmesiyle çözülür.
Doğal ipek- ipekböceği tırtıllarının kozalarının açılmasıyla elde edilen ince ipliklerdir. Koza, bir tırtılın krizalise dönüşmeden önce kendi etrafında sıkıca sardığı, yoğun, küçük, yumurtaya benzer bir kabuktur. İpekböceği gelişiminin dört aşaması yumurta, tırtıl, pupa ve kelebektir.
Kozalar kıvırma işleminin başlamasından 8-9 gün sonra toplanır ve birincil işleme için gönderilir. Birincil işlemenin amacı koza ipliğini çözmek ve birkaç kozanın ipliklerini birbirine bağlamaktır. Koza ipliğinin uzunluğu 600 ila 900 m arasındadır, bu ipliğe ham ipek denir. İpeğin birincil işlenmesi aşağıdaki işlemleri içerir: ipek tutkalını yumuşatmak için kozaların sıcak buharla işlenmesi; aynı anda birden fazla kozanın ipliklerini sarmak. Tekstil fabrikaları ham ipekten kumaş üretir. İpek kumaşlar düz boyalı, alacalı ve baskılı olarak üretilmektedir.
İpek lifleri aşağıdaki özelliklere sahiptir özellikler: iyi higroskopisiteye ve nefes alabilirliğe sahiptirler, daha az dayanıklıdırlar Güneş ışınları diğer doğal liflerden daha iyidir. İpek yün gibi yanar. Doğal ipekten üretilen ürünlerin hijyenik özellikleri sayesinde kullanımı oldukça keyiflidir.
dx.doi.org/ 10.18577/2307-6046-2015-0-2-9-9
UDC 677.1:678.8
POLİMER KOMPOZİT MALZEMELERİN ÜRETİMİNDE DOĞAL LİFLERİN UYGULANMASI
İÇİNDEŞu anda, modern polimer kompozit malzemelerin (PCM'ler) üretiminde doğal elyafların kullanımı giderek daha önemli hale geliyor. Geleneksel cam ve karbon dolgu maddelerinin doğal olanlarla değiştirilmesi bazı durumlarda haklı görülebilir ve hem daha ucuz ürünlere hem de üretim faktörlerinin çevre üzerindeki etkisinin azalmasına yol açar. Üretimde doğal liflerin kullanımının teşvik edilmesi, Rusya Federasyonu'ndaki geleneksel tarım endüstrilerinin gelişmesine de ek bir ivme kazandıracaktır.
giriiş
Kompozit malzeme üretiminin geliştirilmesi ve iyileştirilmesinin temeli, hem yerli hem de yurtiçi ihtiyaçları karşılamaya yetecek miktarda çeşitli ve rekabetçi ürünlerin üretilmesidir. Rusya pazarı ve ihracat malzemeleri. Bu görevin yerine getirilmesi yeni malzemelerin geliştirilmesine ve mevcut teknolojilerin iyileştirilmesine dayanmaktadır. modern üretim kompozit malzemeler. Aynı zamanda, yeni nesil malzemelerin işlenmesi için ileri teknikler konusunda sürekli bir arayış söz konusudur.
Polimer kompozit malzemelerin (PCM'ler) üretiminin verimliliğini artırmanın yollarından biri, hem mahsul hem de ağaç işleme endüstrilerinden ürünlerin kullanılmasına olanak tanıyan ve dolayısıyla üretimi azaltmaya yardımcı olan kaynak tasarrufu sağlayan teknolojilerin geliştirilmesidir. maliyetler ve doğal kaynakların rasyonel kullanımı.
Doğal ahşabın küresel üretimi ve tüketimi sürekli artıyor ancak aynı zamanda yenilenebilir orman kaynakları tüketimi karşılayamıyoruz. Bu bağlamda, hammadde tabanının yenilenmesi için yeni kaynaklara ihtiyaç duyulmaktadır. Buna ek olarak, Rusya'nın odun kaynaklarının büyük bir kısmı ülkenin doğu kesiminde yer alırken, işleme endüstrisi esas olarak merkezde yoğunlaşıyor, bu nedenle yenilenebilir hammaddeler kullanan kompozit malzemelerin üretimi için erişilebilir ve ucuz hammadde bulma görevi çok akut. Bunu göz önünde bulundurarak, odun dışı hammaddelerin, örneğin çeşitli doğal liflerin PCM üretimine yaygın olarak dahil edilmesi, bu sorunun çözülmesine yardımcı olacaktır. “Yeşil” teknolojilerin uygulanmasını sağlamak için, çevre odaklı ekonomik büyümeyi sağlayan, etkin teknoloji kullanımına dayalı teknolojik, teknik, çevresel, ekonomik ve organizasyonel önlemlerden oluşan bir sistemin geliştirilmesi gerekmektedir. yenilikçi teknolojiler(“yeşil” teknolojiler, modern eriyik bağlayıcıların ve bunlara dayalı gelişmiş malzemelerin iklim direnci dikkate alınarak geliştirilmesi dahil) ve iş dünyasının buna olan ilgisi.
Doğal elyafların popülaritesi, kompozit malzemelerin üretimi de dahil olmak üzere, özellikle otomotiv endüstrisi gibi teknolojik açıdan en gelişmiş endüstrilerde artmaktadır. Doğal bitki lifleri önemli çevresel faydalara sahiptir ve oldukça yüksek fiziksel ve mekanik özelliklere sahiptir. Bu lifler içermez zehirli maddeler hızla büyüyebilirler gerekli miktarlar ve makul fiyatlılar.
Malzemeler ve yöntemler
Ne yazık ki yerli sanayide, oldukça yüksek fiziksel ve mekanik özelliklerine rağmen, PCM üretiminde doğal elyaflar kullanılmamaktadır. Şu anda PCM üretiminde dolgu maddesi olarak esas olarak cam ve karbon elyafları kullanılmaktadır. Bu dolgu maddelerine dayalı PCM, havacılık, uzay bilimi ve özel makine mühendisliğinde sıklıkla meydana gelen yüksek yüklere maruz kaldığında kullanılmalıdır. Bununla birlikte, malzemenin düşük özelliklerinin oldukça yeterli olduğu PCM'nin birçok uygulama alanı vardır ve maliyet, pazardaki ürünlere olan talebi belirleyen temel bir faktördür. Bu durumda biyokompozitlerin kullanımı tamamen haklı ve tavsiye edilir. Tabloda verilmiştir. Şekil 1'deki veriler, hem geleneksel olarak PCM üretiminde kullanılan hem de doğal olan elyafların ana özelliklerinin bir karşılaştırmasını açıkça göstermektedir.
tablo 1
Farklı malzemelerden liflerin özellikleri
|
Yoğunluk, |
lifler, mikron |
Uzama kopma anında, % |
Özgül mukavemet, g/tex |
|
|
Fiberglas |
||||
|
Karbon fiber |
Cam elyafın ve özellikle karbon elyafın özelliklerinin doğal elyaflara üstünlüğü açıkça görülebilir, ancak malzemelerin yoğunluğunu ve buna bağlı olarak ürünün kütlesini veya özgül mukavemetini karşılaştırırsak fark ortaya çıkmaz. çok anlamlı görünüyor.
sonuçlar
Şu anda, demiryolu trenlerinin iç kaplamasında malzeme olarak metaller, termo- veya termoset plastikler ve bunların kombinasyonlarının yanı sıra (daha az ölçüde) fiberglas bazlı kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Aynı zamanda Fransa, Finlandiya ve İspanya'da hem termoset hem de termoplastik bağlayıcılara dayanan doğal elyaflarla (keten, kenevir vb.) takviyeli kompozit malzemelerin geliştirilmesi devam etmektedir.
Hem ön emprenye hem de infüzyon teknolojilerini kullanarak doğal elyaflar kullanan PCM'nin geliştirilmesinde ve üretiminde önemli bir başarı elde eden Batı Avrupa şirketi NATEX tarafından sağlanan veriler çok ilginçtir. Masada Şekil 2 keten ve cam elyaf bazlı PCM'nin özelliklerini karşılaştırmaktadır.
Tablo 2
Keten ve cam elyaftan yapılan PCM'nin özelliklerinin karşılaştırılması (şirkete göre)NATEX)
Masada Şekil 2, malzemelerin spesifik mukavemetini ve elastik modülünü göstermektedir.
Bu nedenle, bazı durumlarda PCM üretiminde doğal elyafların kullanımı oldukça haklıdır ve Audi, BMW, Opel, Peugeot, Renault, Seat, Volkswagen, Ford, Daimler, Chrysler gibi büyük şirketler bu malzemeleri başarıyla kullanmaktadır. üretimde iç dekorasyon arabalar, çeşitli paneller, koltuklar, tamponlar (resme bakın).
Doğal elyafların otomotiv endüstrisinde uygulanması (BMW'den veriler)
Doğal kökenli liflerin kullanılması, yenilenebilir bir kaynağın kullanımı, malzemenin daha eksiksiz bir şekilde geri dönüştürülmesi olasılığı ve buna ek olarak ürün maliyetinde bir azalma ve bazı durumlarda daha düşük maliyet gibi sorunların çözülmesini mümkün kılar. cam elyafının değiştirilmesi mümkündür.
PCM malzemelerinin geri dönüştürülmesinin çevre üzerindeki etkisini düşünelim. Bu nedenle, keten ve cam bazlı malzemelerin eko-göstergelerinin nasıl ilişkili olduğuna dair ayrıntılı bir çalışma yürüten Eindhoven'dan araştırmacıların sonuçları gösterge niteliğindedir. (Eko-göstergeler toplam tarafından belirlenir anlamlı sayı Malzeme geri dönüşümünün Dünya'nın ozon tabakası, kış ve yaz kirliliği ve yaklaşık 15 diğer faktör üzerindeki etkisinin bir değerlendirmesini içeren parametreler.) Keten liflerine dayalı PCM için eko-göstergenin önemli ölçüde daha düşük olduğu ortaya çıktı. Fiberglas bazlı PCM için eko-gösterge. Böylesine önemli bir tutarsızlık, çok daha fazlasının olasılığıyla belirlenir. derin işleme ve doğal elyaf bazlı malzemenin geri dönüştürülmesinin yanı sıra önemli ölçüde daha düşük kalan çevresel etki.
İç dekorasyonda kullanılan geleneksel malzemelerin biyokompozit malzemelerle değiştirilmesi, doğal dolgu maddelerinin önemli ölçüde daha düşük maliyeti nedeniyle (cam elyafına kıyasla 7-8 kat daha düşük) hem ürünlerin ağırlığında hem de üretim maliyetinde azalmaya yol açacaktır (Tablo 3).
Tablo 3
PCM üretimi için çeşitli dolgu maddelerinin maliyetinin karşılaştırılması
Ayrıca, yenilenebilir doğal hammaddelerin kullanımı sayesinde çevre üzerindeki çevresel yük de azaltılmaktadır (Finlandiya Teknik Yönetmeliğine göre). Araştırma Merkezi(VTT) sayesinde kimyasal hammadde tüketimi %25, karbon emisyonu ise %35 oranında azaltılıyor. Bu tür ürünlerin imalatında sıklıkla kullanılan formaldehit içeriği de azalır.
En geniş uygulama Otomotiv endüstrisinde bitkisel liflerle güçlendirilmiş kompozit malzemeler bulunmuştur. Bu durumda PCM'yi güçlendirmek için çeşitli doğal lifler kullanılabilir: keten, kenevir, jüt, sisal, hindistan cevizi. Otomotiv endüstrisi gelişmiş ülkelerde bu malzemeler genellikle ithal edilmektedir. Otomobillerde giderek daha fazla dayanıklı, korozyona dayanıklı, hafif polimer bileşimler kullanılıyor. Şu anda, modern otomobillerde bu tür malzemelerin ˃% 10'u (ağırlıkça) bulunmaktadır ve sayıları sürekli artmaktadır.
Plastiği otomotiv sektöründe ilk kez 1941 yılında Henry Ford kullanmıştır. 1953'te Chevrolet zaten birçok parçayı üretiyordu. polimer malzemelerÇeşitli elyaflarla güçlendirilmiş, aracın ağırlığını 85 kg azaltmıştır. 1991-1992'de BMW'de araç ağırlığının yaklaşık 149 kg'ı (veya %10,1'i) plastikten oluşuyordu. İlk plastik tampon 1968 yılında Ford tarafından yapılmış, Renault ise 1971 yılında fiberglas takviyeli polyesterden yapılmış bir tampon yapmıştır. Fiat'ın 126 ve 128 modelleri için doğal bitki lifleriyle güçlendirilmiş polipropilen tampon yapıldı. Mercedes-Benz endişesi de doğal elyaf kullanmaya başladı, ancak yakıt deposunun ve bir dizi parçanın imalatında cam elyaflı kompozitler kullanıldı. Takviye fiberinin yükün uygulama yönünde yönlendirildiği bu tür kompozitlerin kullanılması etkilidir, ancak yönlendirilmemiş malzemelerin kullanıldığı birçok durum vardır.
Plastiklerin doğal elyaflarla, özellikle de ketenle güçlendirilmesi, kullanım ömrünün sonuna ulaşmış parçaların geri dönüştürülmesini (cam elyaf takviyesiyle karşılaştırıldığında) önemli ölçüde basitleştirmeyi mümkün kılar.
tartışma ve sonuçlar
1. Keten, kenevir, jüt, sisal, hindistancevizi vb. gibi doğal bitki lifleri, polimer kompozitlerin güçlendirilmesi için mükemmel malzemelerdir.
Yönlendirilmiş ve dolaşmış, uzun ve kısa keten lifi, dokunmamış malzemeler, iplik ve kumaş takviye bileşenleri olarak kullanılabilir.
2. Doğal bitki lifleri, sentetik liflere ve cam elyafına alternatif olan, oldukça yüksek fiziksel, mekanik, kimyasal ve çevresel özelliklere sahip malzemelerdir.
3. Bu lifler sınırsız miktarda elde edilebilir.
4. Doğal bitkisel liflerle güçlendirilmiş polimer malzemelerin üretiminin arttırılması:
Araba fiyatlarını düşürür;
Çiftliklerin büyümesini ve gelişmesini teşvik eder;
Toprak kirliliğini azaltır ve hava bileşimini iyileştirir.
5. Doğal bitki lifleriyle güçlendirilmiş polimerler, daha düşük ağırlık, oldukça yüksek mukavemet, iyi esneklik ve korozyon direnci ile karakterize edilir.
6. Nişasta, lignin, hemiselüloz gibi polimerlerde doğal liflerin kullanılması, neredeyse tamamen biyolojik olarak parçalanabilen ürünler üretir.
7. Otomotiv endüstrisinde keten gibi doğal bitkisel liflerle güçlendirilmiş polimer kompozitlerin kullanılması, çok sayıda parçanın ve tüm aracın ağırlığını azaltır, bu da yakıt tüketiminin azalmasına, malzemelerin korozyonunun azalmasına ve tüketici özelliklerinin iyileştirilmesine yol açar. aracın.
8. Arızalı araba parçalarının tamamen geri dönüştürülmesi olasılığı, korumayı sağlayacaktır çevre ve doğal kaynakların tüketiminin düzenlenmesine olanak tanıyacak, Rusya Federasyonu için bu öncelikle keten lifini ilgilendiriyor. Polipropilen makine elemanlarında cam elyafının keten, kenevir ve sisalden elde edilen elyaflarla değiştirilmesi, karşılaştırılabilir mekanik özelliklerle ağırlıklarının ~%30-40 oranında azaltılmasını mümkün kılmıştır.
LİTERATÜR KAYNAK LİSTESİ
1. Kablov E.N. Havacılık ve uzay malzeme bilimi // Tüm malzemeler. Ansiklopedik referans kitabı. 2008. Sayı 3. sayfa 2–14.
2. Kablov E.N. 2030'a kadar olan dönemde bunların işlenmesi için malzeme ve teknolojilerin geliştirilmesine yönelik stratejik yönler //Havacılık malzemeleri ve teknolojileri. 2012. Hayır.S. sayfa 7–17.
3. Kablov E.N. Havacılık malzemesi biliminde kimya // Rus kimya dergisi. 2010.T.LIV. 1 numara. s. 3–4.
4. Gunyaev G.M., Krivonos V.V., Rumyantsev A.F., Zhelezina G.F. Yapılarda polimer kompozit malzemeler uçak//Makine mühendisliğinde dönüşüm. 2004. Sayı 4 (65). s. 65–69.
5. Kablov E.N. Havacılık teknolojisi için malzeme ve kimyasal teknolojiler // Rusya Bilimler Akademisi Bülteni. 2012. T. 82. Sayı 6. s. 520–530.
6. Donetsky K.I., Khrulkov A.V., Kogan D.I., Belinis P.G., Lukyanenko Yu.V. PCM // Havacılık malzemeleri ve teknolojilerinden ürünlerin imalatında hacim takviyeli ön kalıpların uygulanması. 2013. 1 numara. s. 35–39.
7. Grigoriev M.M., Kogan D.I., Tverdaya O.N., Panina N.N. RFI yöntemini kullanarak PCM üretmenin özellikleri //VIAM Tutanakları. 2013. Sayı 4. Sanat..
8. Donetsky K.I., Kogan D.I., Khrulkov A.V. PCM'den yapısal elemanların üretiminde dokuma teknolojilerinin kullanımı // VIAM Bildirileri. 2013. Sayı 10. Sanat..
9. Dushin M.I., Khrulkov A.V., Raskutin A.E. Polimer kompozit malzemelerden ürünlerin otoklavda kalıplanması sırasında fazla bağlayıcının çıkarılması konusunda // VIAM Tutanakları. 2013. 1 numara. Sanat..
10. Dushin M.I., Kogan D.I., Khrulkov A.V., Gusev Yu.A. Polimer kompozit malzemelerden yapılmış ürünlerde gözeneklilik oluşma nedenleri // Kompozitler ve nanoyapılar. 2013. Sayı 3 (19). s. 60–71.
11. Dushin M.I., Chursova L.V., Khrulkov A.V., Kogan D.I. Vakum infüzyon yöntemini kullanarak polimer kompozit malzemelerin imalatının özellikleri // Malzeme biliminin sorunları. 2013. Sayı 3 (75). s. 33–40.
12. Khrulkov A.V., Dushin M.I., Popov Yu.O., Kogan D.I. PCM'nin kalıplanması için otoklav ve otoklavsız teknolojilerin araştırılması ve geliştirilmesi // Havacılık malzemeleri ve teknolojileri. 2012. Hayır.S. s. 292–301.
13. Timoshkov P.N., Kogan D.I. Yeni nesil polimer kompozit malzemelerin üretimi için modern teknolojiler // VIAM Bildirileri. 2013..
15. Kablov E.N., Shchetanov B.V., Ivakhnenko Yu.A., Balinova Yu.A. Metal ve seramik kompozit malzemeler için umut verici takviye edici yüksek sıcaklık fiberleri // VIAM Tutanakları. 2013. No.2. Sanat..
16. Kirillov V.N., Startsev O.V., Efimov V.A. Polimer kompozit malzemelerin iklim direnci ve hasar görebilirliği, sorunlar ve çözümler // Havacılık malzemeleri ve teknolojileri. 2012. Hayır.S. s. 412–423.
17. Kogan D.I., Chursova L.V., Petrova A.P. Bir film bağlayıcı ile emprenye edilerek PCM üretimi teknolojisi // Yapıştırıcılar. Sızdırmazlık malzemeleri. Teknolojiler. 2011. Sayı 6. sayfa 25–29.
18. Mukhametov R.R., Akhmadieva K.R., Kim M.A., Babin A.N. Yeni nesil PCM // Havacılık malzemeleri ve teknolojilerinin üretimi için umut verici yöntemler için bağlayıcıları eritin. 2012. Hayır.S. s. 260–265.
19. Mukhametov R.R., Akhmadieva K.R., Chursova L.V., Kogan D.I. Yapısal lifli PCM üretiminin ileri yöntemleri için yeni polimer bağlayıcılar // Havacılık malzemeleri ve teknolojileri. 2011. Sayı 2. s. 38–42.
20. Kiselev M.V. Taranmış keten lifinin yapısının modellenmesi ve keten komplekslerinin ezilmesi prosesi: monografi. Kostroma: KSTU yayınevi. 2009. 110 s.
22. Ugryumov S.A. Ahşap dolgu maddeleri ve keten tohumu bazlı kompozit malzemelerin üretimi için teknolojinin geliştirilmesi: Tezin özeti. dis. Teknik Bilimler Doktoru M. 2009. 39 s.
23. Zhivetin V.V., Ginzburg L.N. Yağlı tohumlu keten ve kapsamlı gelişimi. M.: TsNIILKA. 2000. 92 s.
1. Kablov E.N. Aviakosmicheskoe materyalovedenie //Tüm materyaller. Jenciklopedicheskij referans kitabı. 2008. Sayı 3. S.2–14.
2. Kablov E.N. 2030 yılı için malzeme ve teknolojiye yönelik stratejik stratejiler //Havacılık malzemesi ve teknolojisi. 2012. Hayır.S. S.7–17.
3. Kablov E.N. Himija v aviacionnom materyalovedenii //Rossijskij himicheskij zhurnal. 2010.T.LIV. 1 numara. S.3–4.
4. Gunjaev G.M., Krivonos V.V., Rumjancev A.F., Zhelezina G.F. Polimernye kompozicionnye materyaly v konstrukcijah letatel "nyh apparatov // Konversija v mashinostroenii. 2004. No. 4 (65). S. 65–69.
5. Kablov E.N. Materyal ve havacılık teknolojisi //Vestnik Rossijskoj akademii nauk. 2012. T. 82. Sayı 6. S.520–530.
6. Doneckij K.I., Hrul"kov A.V., Kogan D.I., Belinis P.G., Luk"janenko Ju.V. Primenenie, PKM //Aviacionnye materyali ve teknolojisi ile ilgili önceden hazırlanmış bir ön biçime sahiptir. 2013. 1 numara. S.35–39.
7. Grigor "ev M.M., Kogan D.I., Tverdaja O.N., Panina N.N. Osobennosti izgotovlenija PKM yöntemi RFI //Trudy VIAM. 2013. No. 4. St..
8. Doneckij K.I., Kogan D.I., Hrul"kov A.V. Ispol"zovanie teknik pletenija pri proizvodstve inşaat konstrukcij iz PCM //Trudy VIAM. 2013. Sayı 10. Aziz..
9. Dushin M.I., Hrul"kov A.V., Raskutin A.E.
10. Dushin M.I., Kogan D.I., Hrul"kov A.V., Gusev Ju.A. Prichiny obrazovanija poristosti v izdelijah iz polimernyh kompozicionnyh materyalov //Kompozity i nanostruktury. 2013. No. 3 (19). S. 60–71.
11. Dushin M.I., Chursova L.V., Hrul"kov A.V., Kogan D.I. Osobennosti izgotovlenija polimernyh kompozicionnyh materyalov method vakuumnoj infuzii //Voprosy materyalovedenija. 2013. No. 3 (75). S. 33–40.
12. Hrul"kov A.V., Dushin M.I., Popov Ju.O., Kogan D.I. Issledovanija i razrabotka avtoklavnyh i bezavtoklavnyh tehnologij formovanija PCM //Aviation materyaly i tehnologii. 2012. No. S.S. 292–301.
13. Timoshkov P.N., Kogan D.I. Sovremennye technologii proizvodstva polimernyh kompozicionnyh materyalov novogo pokolenija //Trudy VIAM. 2013..
14. Kobets L.P., Deev I.S. Karbon lifleri: yapı ve mekanik özellikler //Kompozit Bilimi ve Teknolojisi. 1998. T. 57. Sayı 12. s. 1571–1580.
15. Kablov E.N., Shhetanov B.V., Ivahnenko Ju.A., Balinova Ju.A. Perspektivnye armirujushhie vysokotemperaturnye volokna dlja metalik ve keramicheskih kompozicionnyh materyalov //Trudy VIAM. 2013. No.2. Aziz..
16. Kirillov V.N., Starcev O.V., Efimov V.A. İklimlendirme çok fazla" ve en fazla" polimerik kompozizyon malzemesi, problemli ve arızalı // Havacılık malzemesi ve teknolojisi. 2012. Hayır.S. S.412–423.
17. Kogan D.I., Chursova L.V., Petrova A.P. Tehnologija izgotovlenija PKM sposobom propitki plenochnym svjazujushhim //Klei. Germetik. Teknoloji 2011. Sayı 6. S.25–29.
18. Mukhametov R.R., Ahmadieva K.R., Kim M.A., Babin A.N. Rasplavnye svjazujushhie dlja perspektifli metodov izgotovlenija PCM yeni pokolenija //Aviacionnye materyali ve teknoloji. 2012. Hayır.S. S.260–265.
19. Mukhametov R.R., Ahmadieva K.R., Chursova L.V., Kogan D.I. Yeni polimerler, perspektifli yöntemler ve yapılandırmalar için çok uygun PCM //Havacılık malzemesi ve teknolojisi. 2011. Sayı 2. S.38–42.
20. Kiselev M.V. Modeller, monografi ve karmaşık süreçlerin karmaşık bir şekilde işlenmesini sağlar. Kostroma: Izd-vo KGTU. 2009. 110 sn.
21. Bos H. Kompozit malzemeler için takviye olarak keten liflerinin potansiyeli /In: Technische Universiteit Eindhoven. Eindhoven: 2004. S. 192.
22.Ugrjumov S.A. Sovershenstvovanie technologii proizvodstva kompozicionnh materyalov na osnove drevesnyh napolnitelej ve kostry l"na: Avtoref. dis. d.t.n. M. 2009. 39 s.
23. Zhivetin V.V., Ginzburg L.N. Maslichnyj len ve ego karmaşıklığı razvitie. M.: CNIILKA. 2000. 92 sn.
Yazıya yorum bırakabilirsiniz. Bunu yapmak için siteye kayıt olmanız gerekmektedir.
